La investigación podría ayudar al desarrollo de nuevos métodos de control de plagas. El descubrimiento de supergenes conduce a nuevos conocimientos sobre las hormigas bravas.

Por Sean Montgomery

Un estudio realizado por entomólogos de la Universidad de Georgia condujo al descubrimiento de un supergén distintivo en las colonias de hormigas bravas que determina si las hormigas reinas jóvenes dejarán su colonia de nacimiento para fundar su propia nueva colonia o si se unirá a una colonia con varias reinas.

Los investigadores también encontraron que las hormigas eran más agresivas con las reinas que carecen del supergén, lo que provoca que las obreras de la colonia principal las maten. Este descubrimiento crucial abre la puerta a nuevos métodos de control de plagas que pueden ser más efectivos para erradicar las problemáticas colonias de hormigas bravas.

“Aprender el comportamiento de las hormigas bravas es una información de fondo muy importante”, dijo Ken Ross, profesor de entomología en la UGA. «Esta información es esencial para ayudarnos a manejar las poblaciones de plagas y predecir las variaciones que pueden ocurrir en su entorno».

Estudiar la estructura social

Un supergén es una colección de genes vecinos ubicados en un cromosoma que se heredan juntos debido a un vínculo genético cercano. El estudio de estos genes únicos es importante para comprender las posibles causas de las diferencias entre la estructura social de las hormigas bravas, específicamente para controlar las especies y aprovechar la base de conocimientos existente.

Los investigadores se centraron en las hormigas bravas reinas jóvenes que se embarcan en vuelos nupciales. Compararon el impacto del supergén en los dos tipos principales de estructuras sociales de las hormigas bravas: monogyne, que es la reproducción de reinas que forman un nuevo nido, y pologyne, reproducción de reinas que se unen a un nido existente.

Ross trabajó inicialmente junto a sus colegas en su laboratorio para descubrir un ejemplo notable de diferencias codificadas genéticamente en la organización social dentro de la especie de hormiga de fuego Solenopsis invicta. El siguiente paso fue comprender cómo estas diferencias genéticas resultan en variaciones fisiológicas y de comportamiento complejas entre hormigas de colonias de una sola reina versus colonias con múltiples reinas. La combinación de este conocimiento ayuda a los científicos a comprender mejor los patrones de desarrollo de la especie, aumentando las alternativas para combatir las poblaciones invasoras.

Dirigido por un par de alumnos graduados en entomología de la UGA, Joanie King, quien obtuvo su maestría en 2017, y Samuel Arsenault, quien obtuvo su doctorado en 2020, el equipo desarrolló un diseño experimental que utilizó una colección de muestras de dos órganos de hormigas de fuego. – tejidos cerebrales y ováricos – y la gama completa de genotipos de cromosomas sociales y formas sociales dentro de esta especie de hormiga de fuego.

El estudio innovador incorporó varios métodos científicos, lo que llevó a una colaboración de herramientas y recursos en muchas áreas de la institución.

«UGA fue un entorno de gran apoyo para realizar esta investigación», dijo Brendan Hunt, profesor asociado de entomología. «Recibimos ayuda para preparar muestras para la secuenciación de ARN del laboratorio del Dr. Bob Schmitz en el departamento de genética, realizamos la secuenciación en el Georgia Genomics and Bioinformatics Core y utilizamos recursos computacionales del Georgia Advanced Computing Resource Center para analizar los datos».

Investigación práctica

Este tipo de proyectos dirigidos por estudiantes brindan a los investigadores jóvenes la oportunidad de crecer en un entorno práctico con la tutoría y la orientación de científicos con antecedentes comprobados en el campo.

“Los estudiantes graduados adquirieron experiencia que los ayudó a pasar a las siguientes etapas de sus carreras”, dijo Hunt. «Ambos han continuado sus estudios de genética de hormigas».

Después de obtener sus títulos y completar la investigación en la UGA, King comenzó a obtener un doctorado en la Universidad Texas A&M para estudiar junto a Edward Vargo, y Arsenault trabaja como investigadora postdoctoral en el Laboratorio Buck Trible de la Universidad de Harvard.